CN109283005A - 一种病理切片机用操纵杆 - Google Patents
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Abstract
一种病理切片机用操纵杆，属于医疗器械技术领域。它包括操纵杆本体，操纵杆本体上设有可前后即Y轴、左右即X轴操纵摆动的手柄杆，手柄杆的上端设有用于操作人员手握抓的手柄，手柄杆和操纵杆本体之间设有可使手柄杆操作完成后自动回到中间位置的回位弹簧，回位弹簧外还设有防尘罩，其特征在于，手柄杆下端设有一磁钢，操纵杆本体内设有一电路板，所述的电路板上设有双轴霍尔传感器U2、微处理器U1，双轴霍尔传感器U2与微处理器U1通过电路板相互连接，微处理器U1与外部病理切片主机连接；本发明采用霍尔非接触传感技术，通过操纵手柄前后，左右双轴十字操作，实现病理切片机标本组织的前后移动和刀片座架的左右移动。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种病理切片机用操纵杆。
背景技术
病理切片即组织切片在现代医学的疾病诊断中有着非常重要的作用，通过病理切片诊断疾病要求病理切片越薄诊断越准确。而病理切片机是制备病理切片的关键设备，因而要求病理切片机的制造精度越来越高。申请人通过对多所大医院应用病理切片机的回访，回访反馈意见要求对于病理切片厚度：0.5µm～100µm范围可调，从而相应要求病理切片主机技术指标:①切片机的切片精度≤10%；a、伸缩筒与机座径向配合间隙0.018～0.025mm；b、装配后的导轨平行间隙≤0.01mm；c、丝杆与螺母的径向配合间隙0.03～0.045mm。②刀片座机构的重复定位精度（锁紧）≤0.015mm；③刀片座与压刀板压紧后的缝隙厚薄差≤0.012mm；④手轮的轴向跳动≤0.1mm，径向跳动≤0.05mm。但以上的要求病理切片机技术指标现有技术的病理切片机是无法达到的，究其原因之一是现有的病理切片机标本组织和刀片之间距离的移动完全靠手动操作或按键电动操作，进给精度低，无法满足上述技术指标的要求。另外，随着癌症病人逐年增加，医院病理科室的制作组织切片工作量越来越繁重，操作的医务人员对病理切片机的自动化要求也越来越迫切。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种病理切片机用操纵杆，它采用霍尔非接触传感技术，通过操纵手柄前后，左右双轴十字操作，实现病理切片机标本组织的前后移动和刀片座架的左右移动，其操作精度高，使用寿命长，从而使制作出的病理切片厚度达到0.5µm～100µm范围可调；而且操纵杆操作相对于以往的手动或按键式操作极大提高了工作效率，大幅度降低了病理切片主机操作医务人员的劳动强度和工作量。
上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种病理切片机用操纵杆，它包括操纵杆本体，操纵杆本体上设有可前后即Y轴、左右即X轴操纵摆动的手柄杆，手柄杆的上端设有用于操作人员手握抓的手柄，手柄杆和操纵杆本体之间设有可使手柄杆操作完成后自动回到中间位置的回位弹簧，回位弹簧外还设有防尘罩，其要点在于，手柄杆下端设有一磁钢，操纵杆本体内设有一电路板，在手柄杆操作完成后自动回到中间位置时手柄杆下端的磁钢平行于电路板并与磁钢始终不接触；所述的电路板上设有双轴霍尔传感器U2、微处理器U1，双轴霍尔传感器U2与微处理器U1通过电路板相互连接，微处理器U1与外部病理切片主机连接；手柄杆的磁钢根据操纵摆动的手柄杆前后、左右的不同位置状态发出不同感应信号给双轴霍尔传感器U2，双轴霍尔传感器U2通过电路板将不同信号传给微处理器U1，微处理器U1输出不同的信号给外部病理切片主机，使外部病理切片主机完成不同程序的切片作业。
作为优选，手柄上方还设有按键一（SW1）和按键（SW2）；所述的电路板包括以下的元器件并按以下电子线路连接：包括微处理器U1分别与一直流电源LC无源低通滤波电路、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6、第七电容C7、电源正VCC节点、电源GND节点连接，微处理器U1通过第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器与双轴霍尔传感器U2连接，通过第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器与按键一（SW1）连接，微处理器U1通过第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器与按键二（SW2） 连接，微处理器U1最终与外部病理切片主机连接；双轴霍尔传感器U2还分别与直流电源LC无源低通滤波电路、电源正VCC节点、第二电容C2、按键一（SW1）、按键二（SW2）、电源GND节点连接。
作为优选，所述的直流电源LC无源低通滤波电路由差模滤波电感L1和第三电容C3构成；所述的第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第一电阻R1和第一电容C1连接，第一电容C1与GND节点连接组成；所述的第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第二电阻R2和第4电容C4连接，第4电容C4与GND节点连接组成；所述的第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器14由第三电阻R3和第5电容C5连接，第5电容C5与GND节点连接组成；所述的第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第四电阻R4和第八电容C8连接，第八电容C8与GND节点连接组成；所述的第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第5电阻R5和第九电容C9连接，第九电容C9与GND节点连接组成。
作为优选，所述的双轴霍尔传感器U2型号为2SA-10；所述的直流电源LC无源低通滤波电路11的差模滤波电感L1一端与5V电源相连接，直流电源LC无源低通滤波电路11的差模滤波电感L1另一端与第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、电源正VCC节点、第六电容C6、微处理器U1的VDD端口9、双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、双轴霍尔传感器U2的VDD端口2、双轴霍尔传感器U2的VDD端口7呈电气连接，第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6的另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器U1的NRST端口4与第七电容C7连接，第七电容C7另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器（U1）通过模拟信号测量AIN2通道端口14与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第一电阻R1与第一电容C1的公共点连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN4通道端口20与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第二电阻R2与第四电容C4的公共点连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN3通道端口19与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第三电阻R3与第五电容C5的公共点连接；双轴霍尔传感器U2中间基准位置模拟信号CO_OUT输出端口1与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第一电阻（R1）相连接；双轴霍尔传感器U2Y轴位置模拟信号YO_OUT输出端口4与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第二电阻R2相连接；双轴霍尔传感器U2X轴位置模拟信号XO_OUT输出端口5与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第三电阻R3相连接；双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、VDD端口2、VDD端口7与第二电容C2一端连接，双轴霍尔传感器U2的GND端口6、8和第二电容C2另一端与GND节点连接；微处理器U1的接收端口PC7端口17与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第四电阻R4和第八电容C8的公共点连接；微处理器U1的接收端口PC6端口16与第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第5电阻R5和第九电容C9的公共点连接；按键一（SW1）一端与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第四电阻R4连接，另一端与与GND节点连接；按键二（SW2）一端与第五组模信号去噪音RC低通滤波器的第5电阻R5连接，另一端与与GND节点连接；微处理器U1的发送端TX1端口2与外部病理切片主机相连，将数字信号传送至外部病理切片主机；微处理器U1的接收端RX1端口3与外部病理切片主机相连接，用于接受外部病理切片主机传送到手柄的手柄功能配置数据。
作为优选，微处理器U1的端口2和端口3与一静电保护电路ESD1呈电气连接。
本发明的电子原理如下：
差模滤波电感L1和第三电容C3构成直流电源LC无源低通滤波电路,用来过滤掉输入电源中的高频杂波；电压瞬态抑制器D1，作用一：确保其后的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏，作用二：利用其单向导通的特性实现输入电源反接保护；
第一电阻R1和第一电容C1，第二电阻R2和第二电容C4，第三电阻R3和第五电容C5构成三组模拟信号去噪音模拟信号去噪音RC低通滤波器。
双轴霍尔传感器U2检测磁钢的强弱判别出手柄的位置状态，用0.0v~2.4v表示方向一大小，2.6V~5.0V表示另一方向大小， 2.4V~-2.6V表示在中间位置。 双轴霍尔传感器U2的X_OUT端口5，Y_OUT端口4会实时输出这样规格的信号；
微处理器U1 的AIN2模拟输入端口14、模拟信号测量AIN4通道端口20、模拟信号测量AIN3通道端口19分别与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器连接，接收双轴霍尔传感器U2输出的模拟信号，微处理器U1将模拟信号转化成数字信号，通过微处理器U1内部通讯硬件模块经发送端TX1通道端口2将数字信号传送给外部病理切片主机；
微处理器U1的接收端RX1端口3与外部病理切片主机相连接，用于接受外部病理切片主机传送到手柄的手柄功能配置数据。
按键一（SW1）和按键二（SW2），由按下和弹起两种状态组成按键信号，按键信号过微处理器U1内部通讯硬件模块经发送端TX1通道端口2将数字信号传送给外部病理切片主机；
本发明与现有技术相比的有益效果：它克服了现有的病理切片机标本组织和刀片之间距离的移动完全靠手动操作或按键电动操作存在的弊病，操纵杆将其配合操作显示屏使用，病理切片机标本组织和刀片之间的进给距离通过操纵杆纵向即前后Y轴操作得到放大，病理切片机标本组织和刀片之间的很小的进给距离，操纵杆手柄可以转变成操纵杆以支点为中心手柄所移动的较长的园弧，因此能大幅度提高病理切片机标本组织和刀片之间的进给精度；而手柄纵向即前后Y轴退刀，操作人员可快速进行，从而能提高切片工作效率；而病理切片的切制过程包括粗切和精切，粗切后需要横向移动刀片座架进行精切，此操作操纵摆动手柄左右即X轴方向进行，同样能做到精准快速横向移动刀片座架进行精切。还有，现有的其它设备上的操纵杆都是机械换档式的，操作时机械磨擦阻力很大，操作人员十分费力，而且影响工作效率。而本发明手柄杆下端的磁钢平行于电路板并与磁钢始终不接触，通过磁钢与双轴霍尔传感器U2的感应，微处理器U1及电路板的信号转换来自动实现对病理切片主机的控制，所以相互之间阻力小，操作十份省力、准确。
附图说明
图1：本发明实施例的结构剖视图
图2：本发明实施例的立体结构示意图
图3：本发明实施例的电子线路图
图1—3中：1-手柄，2-手柄杆，3-回位弹簧，4-防尘罩，5-磁钢，6-电路板，7-按键一（SW1），8-按键二（SW2），9-直流电源LC无源低通滤波电路， 10-操纵杆本体，11-第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器，12-第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器，13-第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器，14-第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器，15-第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器，16-病理切片主机。
具体实施方式
以下就图1-3所表示的实施例对本发明作进一步的描述：
它包括操纵杆本体10，操纵杆本体10上设有可前后即Y轴、左右即X轴操纵摆动的手柄杆2，手柄杆2的上端设有用于操作人员手握抓的手柄1，手柄杆2和操纵杆本体10之间设有可使手柄杆2操作完成后自动回到中间位置的回位弹簧3，回位弹簧3外还设有防尘罩4，手柄杆2下端设有一磁钢5，操纵杆本体10内设有一电路板6，在手柄杆2操作完成后自动回到中间位置时手柄杆2下端的磁钢5平行于电路板6并与磁钢5始终不接触；所述的电路板6上设有双轴霍尔传感器U2、微处理器U1，双轴霍尔传感器U2与微处理器U1通过电
路板6相互连接，微处理器U1与外部病理切片主机16连接；手柄杆2的磁钢5根据操纵摆动的手柄杆2前后、左右的不同位置状态发出不同感应信号给双轴霍尔传感器U2，双轴霍尔传感器U2通过电路板6将不同信号传给微处理器U1，微处理器U1输出不同的信号给外部病理切片主机16，使外部病理切片主机16完成不同程序的切片作业。
手柄1上方还设有按键一（SW1）7和按键二（SW2）8；所述的电路板6包括以下的元器件并按以下电子线路连接：包括微处理器U1分别与一直流电源LC无源低通滤波电路9、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6、第七电容C7、电源正VCC节点、电源GND节点连接，微处理器U1通过第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器11、第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器12、第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器13与双轴霍尔传感器U2连接，微处理器U1通过第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器14与按键一（SW1）7 连接，微处理器U1通过第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器15与按键二（SW2）8 连接，微处理器U1最终与外部病理切片主机16TX连接；双轴霍尔传感器U2还分别与直流电源LC无源低通滤波电路9、电源正VCC节点、第二电容C2、按键一（SW1）7、按键二（SW2）8 、电源GND节点连接。
所述的直流电源LC无源低通滤波电路9由差模滤波电感L1和第三电容C3构成；所述的第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器11由第一电阻R1和第一电容C1连接，第一电容C1与GND节点连接组成；所述的第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器12由第二电阻R2和第4电容C4连接，第4电容C4与GND节点连接组成；所述的第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器13由第三电阻R3和第5电容C5连接，第5电容C5与GND节点连接组成；所述的第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器14由第四电阻R4和第八电容C8连接，第八电容C8与GND节点连接组成；所述的第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器15由第5电阻R5和第九电容C9连接，第九电容C9与GND节点连接组成。
所述的双轴霍尔传感器U2型号为2SA-10；所述的直流电源LC无源低通滤波电路9的差模滤波电感L1一端与5V电源相连接，差模滤波电感L1另一端与第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、电源正VCC节点、第六电容C6、微处理器U1的VDD端口9、双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、双轴霍尔传感器U2的VDD端口2、双轴霍尔传感器U2的VDD端口7呈电气连接，第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6的另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器U1的NRST端口4与第七电容C7连接，第七电容C7另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN2通道端口14与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器11的第一电阻R1与第一电容C1的公共点连接；微处理器（U1）通过模拟信号测量AIN4通道端口20与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器12的第二电阻R2与第四电容C4的公共点连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN3通道端口19与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器13的第三电阻R3与第五电容C5的公共点连接；双轴霍尔传感器U2中间基准位置模拟信号CO_OUT输出端口1与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器11的第一电阻R1相连接；双轴霍尔传感器U2Y轴位置模拟信号YO_OUT输出端口4与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器12的第二电阻R2相连接；双轴霍尔传感器U2X轴位置模拟信号XO_OUT输出端口5与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器13的第三电阻R3相连接；双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、VDD端口2、VDD端口7与第二电容C2一端连接，双轴霍尔传感器U2的GND端口6、8和第二电容C2另一端与GND节点连接；微处理器U1的接收端口PC7端口17与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器14的第四电阻R4和第八电容C8的公共点连接；微处理器U1的接收端口PC6端口16与第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器15的第5电阻（R5）和第九电容C9的公共点连接；按键一（SW1）7一端与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器14的第四电阻R4连接，另一端与与GND节点连接；按键二（SW2）8一端与第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器15的第5电阻R5连接，另一端与GND节点连接；微处理器U1的发送端TX1端口2与病理切片主机16 TX端口相连接，将数字信号传送至病理切片主机16TX端口；微处理器U1的接收端RX1端口3与外部病理切片主机16相连接，用于接受外部病理切片主机16传送到手柄1的手柄功能配置数据；微处理器U1的端口2和端口3与静电保护元件ESD1呈电气连接。
Claims (5)
1.一种病理切片机用操纵杆，它包括操纵杆本体，操纵杆本体上设有可前后即Y轴、左右即X轴操纵摆动的手柄杆，手柄杆的上端设有用于操作人员手握抓的手柄，手柄杆和操纵杆本体之间设有可使手柄杆操作完成后自动回到中间位置的回位弹簧，回位弹簧外还设有防尘罩，其特征在于，手柄杆下端设有一磁钢，操纵杆本体内设有一电路板，在手柄杆操作完成后自动回到中间位置时手柄杆下端的磁钢5平行于电路板并与磁钢始终不接触；所述的电路板上设有双轴霍尔传感器U2、微处理器U1，双轴霍尔传感器U2与微处理器U1通过电路板相互连接，微处理器U1与外部病理切片主机连接；手柄杆的磁钢根据操纵摆动的手柄杆前后、左右的不同位置状态发出不同感应信号给双轴霍尔传感器U2，双轴霍尔传感器U2通过电路板将不同信号传给微处理器U1，微处理器U1输出不同的信号给外部病理切片主机，使外部病理切片主机完成不同程序的切片作业。
2.根据权利要求1所述的一种病理切片机用操纵杆，其特征在于，手柄上方还设有按键一（SW1）和按键二（SW2）；所述的电路板包括以下的元器件并按以下电子线路连接：包括微处理器U1分别与一直流电源LC无源低通滤波电路、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6、第七电容C7、电源正VCC节点、电源GND节点连接，微处理器U1通过第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器、第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器与双轴霍尔传感器U2连接，通过第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器与按键一（SW1）连接，微处理器U1通过第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器与按键二（SW2）连接，微处理器U1最终与外部病理切片主机连接；双轴霍尔传感器U2还分别与直流电源LC无源低通滤波电路、电源正VCC节点、第二电容C2、按键一（SW1）、按键二（SW2）、电源GND节点连接。
3.根据权利要求2所述的一种病理切片机用操纵杆，其特征在于，所述的直流电源LC无源低通滤波电路由差模滤波电感L1和第三电容C3构成；所述的第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第一电阻R1和第一电容C1连接，第一电容C1与GND节点连接组成；所述的第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器13由第二电阻R2和第4电容C4连接，第4电容C4与GND节点连接组成；所述的第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器14由第三电阻R3和第5电容C5连接，第5电容C5与GND节点连接组成；所述的第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第四电阻R4和第八电容C8连接，第八电容C8与GND节点连接组成；所述的第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器由第5电阻R5和第九电容C9连接，第九电容C9与GND节点连接组成。
4.根据权利要求3所述的一种病理切片机用操纵杆，其特征在于，所述的双轴霍尔传感器U2型号为2SA-10；所述的直流电源LC无源低通滤波电路的差模滤波电感L1一端与5V电源相连接，直流电源LC无源低通滤波电路的差模滤波电感L1另一端与第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、电源正VCC节点、第六电容C6、微处理器U1的VDD端口9、双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、双轴霍尔传感器U2的VDD端口2、双轴霍尔传感器U2的VDD端口7呈电气连接，第三电容C3、电压瞬态抑制器D1、第六电容C6的另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器U1的NRST端口4与第七电容C7连接，第七电容C7另一端与电源的GND节点呈电气连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN2通道端口14与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第一电阻R1与第一电容C1的公共点连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN4通道端口20与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器13的第二电阻R2与第四电容C4的公共点连接；微处理器U1通过模拟信号测量AIN3通道端口19与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第三电阻R3与第五电容C5的公共点连接；双轴霍尔传感器U2中间基准位置模拟信号CO_OUT输出端口1与第一组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第一电阻R1相连接；双轴霍尔传感器U2Y轴位置模拟信YO_OUT输出端口4与第二组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第二电阻R2相连接；双轴霍尔传感器U2X轴位置模拟信号XO_OUT输出端口5与第三组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第三电阻R3相连接；双轴霍尔传感器U2的VDD端口3、VDD端口2、VDD端口7与第二电容C2一端连接，双轴霍尔传感器U2的GND端口6、8和第二电容C2另一端与GND节点连接；微处理器U1的接收端口PC7端口17与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第四电阻R4和第八电容C8的公共点连接；微处理器U1的接收端口PC6端口16与第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第5电阻R5和第九电容C9的公共点连接；按键一（SW1）一端与第四组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第四电阻R4连接，另一端与与GND节点连接；按键二（SW2） 一端与第五组模拟信号去噪音RC低通滤波器的第5电阻R5连接，另一端与GND节点连接；微处理器U1的发送端TX1端口2与外部病理切片主机相连，将数字信号传送至外部病理切片主机；微处理器U1的接收端RX1端口3与外部病理切片主机相连接，用于接受外部病理切片主机传送到手柄的手柄功能配置数据。
5.根据权利要求4所述的一种病理切片机用操纵杆，其特征在于，微处理器U1的端口2和端口3与一静电保护电路ESD1呈电气连接。
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2018
- 2018-11-28 CN CN201811433183.0A patent/CN109283005A/zh active Pending
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